鄭凱

【摘要】歐姆定律是中學階段物理電磁學部分的基礎理論之一，也是研究電磁學問題的基礎方法。歐姆定律既能應用到電機電子工程領域中宏觀表達電流電壓關系，研究電路元件以及電路特性，也能應用到物理學領域中研究物質導體微觀電學特性，具有極高的工程應用價值。歐姆定律雖然在理論知識層面具有較高難度，但該定律十分貼近實際日常生活，能夠通過該電學物理知識解決生活中的實際問題。詳細介紹了歐姆定律的原理以及相關試驗方法，通過分析歐姆定律的公式推導過程深入研究該定律的核心思想，最后結合歐姆定律的內涵展望該定律的應用前景?！娟P鍵詞】歐姆定律電學原理試驗方法應用前景歐姆定律是歐姆于1826年類比法將電流現(xiàn)象和導熱現(xiàn)象進行類比分析，最后通過設計電流扭秤對大量的電流試驗數(shù)據(jù)進行分析、總結而來的物理電磁學基礎定律。歐姆定律的發(fā)現(xiàn)在物理電磁學上具有里程碑的意義，它促進了現(xiàn)代物理電學的發(fā)展。然而，由于歐姆定律物理學關系式表達的是電流、電阻、電壓三者之間的物理學關系，涉及到物質的物理電學特性，無法直觀地觀測到相關物理學現(xiàn)象，所以如何理解歐姆定律的內涵并靈活應用該定律解決實際問題成為困擾學習者的難題。一、歐姆定律的內涵與試驗方法歐姆定律是指在某一固定的電路中，經(jīng)過導體的電流與該導體電壓成比例關系，該比例關系與導體的電阻相關。歐姆定律從根本上反應了導體電氣特性之間的比例關系，同時歐姆定律適用于金屬導體等電阻元件而不適用于氣態(tài)導體以及半導體新材料。歐姆定律可通過試驗的方式驗證，首先組建一個固定的電壓、電阻的電路，通過控制電阻值測量導體中兩端電壓與導體電流之間的關系。其次，控制電路中的電壓并測量導體電流與導體電阻。最后，根據(jù)電路實驗數(shù)據(jù)分析電流、電壓、電阻三者之間的關系符合歐姆定律。歐姆定律的電路原理圖如圖1所示：二、歐姆定律的公式推導與思想歐姆定律可以通過伏安法、串聯(lián)電阻法、并聯(lián)電阻法進行公式推導和驗證。伏安法即通過固定電動勢的電源、滑動變阻器以及電流表、電壓表組成的電路進行實驗，通過改變滑動變阻器測量不同電阻值時的電流，通過實驗數(shù)據(jù)分析得出U=RI。串聯(lián)電阻法則是通過多個電阻進行串聯(lián)分析不同電阻阻值下的電壓，推導出串聯(lián)電路各電阻上的電流相等，串聯(lián)電路中各電阻起到分壓作用，而電壓等于該電阻電流乘以該電阻。并聯(lián)電阻法則是通過多個電阻進行并聯(lián)分析不同電阻阻值下的電流，推導出并聯(lián)電路各支路的電壓相等而電路總電流等于各支路電流的和，各支路電阻在電路中起到分流的作用。通過上述分析可以明確歐姆定律的總思想是通過分析導體電阻與導體兩端電壓以及導體電流三者之間的關系，深層次表達電路中導體的電學特性，通過該定律研究導體相應的微觀電學特性，針對實際應用研究開發(fā)合適的電學元件。三、歐姆定律的具體應用通過分析歐姆定律我們可知，將電路中的兩點直接相連造成電路短路，在此過程中形成極大的瞬間電流造成設備燒毀。因此應當注意工業(yè)用電安全，根據(jù)歐姆定律進行相關電力特性分析，研究相應的預防對策和應急方案，從而避免短路現(xiàn)象的發(fā)生。在生活中我們同樣能夠應用歐姆定律解釋常見物理電學現(xiàn)象，提高安全用電意識。例如，在生活中從小我們都知道不能用濕得手觸碰帶點設備卻無法理解深層原理，而歐姆定律告訴水作為導體將電流導向人體造成短路觸電。同時，在高壓設備周圍經(jīng)常設置有警示牌，提示人們不要接近高壓設備，因為通過分析歐姆定律我們能知道電壓越高、電阻固定、電流越大，直接危害人身安全。四、結語歐姆定律不僅在物理學上具有里程碑意義，在生活中也能應用到歐姆定律的物理學知識解決實際問題。本文通過研究歐姆定律的物理內涵與相關試驗方法，深入探究該定律的核心思想。最后，根據(jù)歐姆定律的物理內涵結合實際具體事例分析歐姆定律在工業(yè)生產(chǎn)中和實際生活中的應用。參考文獻：＼[1＼]王天義.淺談歐姆定律的理解與應用＼[J＼].科學咨詢，2008，（10） ：88.＼[2＼]劉俊玲.關于全電路歐姆定律及其應用＼[J＼].錦州師范學院學報，2003，（01） ：76-78.＼[3＼]高祖慶.含源電路歐姆定律的推廣及其應用＼[J＼].曲靖師范學院學報，1989，（03） ：29-31.＼[4＼]李亞琴.全電路歐姆定律幾組物量的關系及應用＼[J＼].中專物理教學，2001，（02） ：37-38.＼[5＼]黃振克.淺析閉合電路歐姆定律中外電路的總電阻＼[J＼].中學物理教學參考，2015，（3X）.